Изучение геотермического поля Западно-Сибирской плиты проводилось с 1953 г. Г.Д. Гинзбургом, Ю.Г. Зиминым, Н.М. Кругликовым, С.И. Сергиенко, Б.П. Ставицким, А.Р. Курчиковым, В.А. Скоробогатовым и др. По результатам этих работ построены карты плотностей ТП и геоизотерм по различным геологическим поверхностям, карты-срезы изотерм на глубинах 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 и 3,0 км, карты ССГ и ЧСГ.
Региональные исследования геотермического поля Западно-Сибирской плиты обобщены в ряде работ [22, 46, 70, 80, 152, 163].
Плотность ТП и теплопроводность пород в Западной Сибири изучались Э.Э. Фотиади, В.И. Роменко, С.И. Сергиенко, Я.Б. Смирновым, Б.П. Ставицким, А.Р. Курчиковым и др. Результаты исследований опубликованы ранее [24, 71, 80, 152]. Определения значений плотности ТП в пределах различных тектонических элементов проведены при помощи расчетов по данным о теплопроводности осадочных пород и ССГ в них, а также путем прямых измерений.
Среднее значение плотности ТП для Западно-Сибирской плиты по 129 пунктам замера равно 52 мВт/м2 при среднеквадратичном отклонении 10 мВт/м2, интервал изменения — от 29 до 98 мВт/м2.
Данные по замеренным и расчетным значениям ПТП для Ямала — противоречивы.
По данным В.В. Гордиенко и др. (1982) величина ПТП на Ямале увеличивается с севера на юг от 47 до 58—63 мВт/м2. Обратную тенденцию отмечают в своих работах А.Р. Курчиков и Б.П. Ставицкий [71].
По их данным, величина ПТП в Нурминском районе изменяется в узком диапазоне — от 56,0 до 58,0 мВт/м2, на юге Ямала — в диапазоне 50,0—51,0 мВт/м2. В более поздней работе А.Р. Курчикова приводятся несколько другие данные, по которым величина ПТП снижается от осевой части Нурминского мегавала в южном и северном направлениях (табл. 6.1).
Существенно большие значения ПТП для Ямала приведены в работе [151], в частности для Харасавэйско-Бованенковской зоны — более 70, для центральных и южных районов — от 60 до 70 мВт/м2.
В разрезе осадочного чехла ЗСП наблюдается чередование теплоизолирующих и теплопроводящих толщ, сложенных соответственно глинистокремнистыми породами турона-олигоцена и верхней юры-валанжина и песчано-глинистыми породами готерива-сеномана и нижней-средней юры.
Литологически разнородные части разреза характеризуются различными величинами ЧСГ в зависимости от теплопроводности слагающих их пород (при равных или близких значениях плотности ТП). По данным В.И. Роменко и С.И. Сергиенко, величины ЧСГ (°С/100 м) в разрезе мела и палеогена Западно-Сибирской плиты для водонасыщенных песчаников, уплотненных и слаболитифицированных глин равны соответственно 2,6; 3,6 и 4,1. Максимальными значениями ЧСГ в разрезе осадочного чехла в региональном плане характеризуются породы тюменской свиты (4,3 °С/100 м), баженовской свиты (4,4—5,5 °С/100 м, среднее 5,3 °С/100 м) и верхнемеловой толщи (3,9—4,8 °С/100 м); минимальными — существенно песчанистая водонасыщенная толща покурской свиты апта-сеномана (3,0°С/100 м) [110].
Необходимо отметить, что в связи с массовыми поисково-разведочными работами на нефть и газ территория ЗСП была охвачена геотермическими исследованиями в региональном плане достаточно подробно, однако главным образом работами конца 70—80-х годов [22, 24, 46, 152]. Помимо региональных геотемпературных карт-срезов и по важнейшим литолого-стратиграфическим поверхностям (кровле сеномана, апта, неокома, средней юры и подошве нижней юры), были проведены и детальные исследования для конкретных зон и площадей (Красноленинской, Са-лымской, Сургутской, Уренгойской и др.), однако арктические районы провинции были исследованы недостаточно.
Как и другими исследователями, В.И. Ермаковым и В.А. Скоробогато-вым были построены региональные, областные и зональные геотермические карты, схемы и разрезы [21, 46, 47].
Для построения карт ССГ и СТ по территории Западной Сибири были привлечены геотермические материалы по 900 площадям и более чем 5000 поисково-разведочным скважинам, в том числе большое число определений геотермических градиентов (ОГГ) в выстоянных скважинах, которые использовались в качестве опорных геотермических реперов (рис. 6.1). При этом на конкретных площадях рассчитывались значения ЧСГ в литологически однородных толщах и свитах и определялись геотемпературы в их кровле и подошве. В зависимости от размеров площади расчеты проводились по одной или нескольким скважинам с максимальной геотермической информацией: наличием большого числа опробованных по всей глубине высокодебитных водоносных и нефтегазоносных горизонтов с замеренными температурами или материалов ОГГ с периодом покоя скважин более 1 мес. В качестве контроля использовались определения температур и в других скважинах площади. Исследования показали, что замеры температур при опробованиях малодебитных объектов (менее 5—10 м3/сут) дают ошибку в сторону уменьшения от 2 до 10 °С против истинных пластовых температур. Аналогичное явление наблюдается при сопоставлении СТ, полученных при испытании, и данных ОГГ маловыстоянных скважин.
Для расчета ССГ использованы материалы геокриологических исследований, проводившихся В.В. Баулиным, Г.Б. Острым, В.Ф. Белоусовым, С.Г. Фоминой, Б.В. Галактионовым. Таким образом, необходимыми точками отсчета являлись подошва монолитной или реликтовой мерзлоты (в центральных, юго-восточных и северных районах) с температурой около 0 °С. Для Ямальской области анализ геотермических параметров проводился А.Р. Курчиковым и Б.П. Ставицким по 18 площадям — 135 скважинам (1987, 1988) и В.И. Ермаковым и В.А. Скоробогатовым по 52 площадям — 350 скважинам (1986, 1989, 1992, 1994, 1999). В настоящей работе приведены результаты геотермических исследований осадочного чехла ЯГНО периода 1998—2000 гг. с учетом ранее выполненных построений.
Для расчетов и построений использованы достаточно точные определения ОГГ в выстоянных скважинах: 53 и 57 Крузенштернской, 42 и 47 Харасавэйской, 14 — Северо-Тамбейской, 80 и 85 Новопортовской, 2 — Арктической и многих других (см. рис. 6.1).
Анализ серии построенных геотермических карт (схем) показывает следующее (рис. 6.2—6.4). Значения СТ в кровле сеномана, вследствие охлаждающего влияния толщи многолетнемерзлых пород, не превышают 38—40 °С даже во впадинах, изменяясь в сводах локальных структур от 12—16 до 25 — 36 °С (рис. 6.2). В кровле апта (гор. ТП1-2) СТ увеличиваются до 30—55 °С с максимальным уровнем прогрева в северной части области, где происходит значительно увеличение мощности осадочного чехла (рис. 6.3).
В нижней части танопчинской свиты, где резко увеличивается глинистость разреза валанжина-готерива, дифференциация СТ (по кровле гор. ТП21/БЯ1) по площади существенно увеличивается. С юга на север СТ увеличиваются от 50—60 до 80—85 °С. Максимальные величины СТ установлены или предполагаются во впадинах и прогибах севера — 90 ° и более. Максимально дифференцировано геотемпературное поле в кровле средней юры (гор. Ю2-3), где СТ изменяются от 40—45° на крайнем юге полуострова до 120—145 °С в зоне Харасавэйско-Крузенштернской термоаномалии и северных впадинах, причем перепады СТ на сравнительно малых расстояниях между сводовыми частями валов и локальных структур и соседних впадин достигают 20—30 и даже 55 °С и более (Новопортовско-Каменномысская зона). Максимальные величины СТ установлены в скв. 42 Харасавэйской (125 °С), скв. 5 Крузенштернской (137 °С) и скв. 40 Харатской (140 °С) площадей.
Помимо исследований областного уровня, авторами выполнены построения схем СТ для ряда площадей по кровле горизонтов ПК1, ТП1, БЯ1 и Ю2-3, дающие представления о локальных вариациях геотемператур (см. рис. 6.5). Наиболее показательны локальные карты по кровле горизонта Ю2-3. В частности, в пределах Новопортовской площади СТ в кровле тюменской свиты изменяются в диапазоне 58—75 °С (по большинству скважин — 60—64 °С), а диапазон главной нефтегазопродуктивности в объеме новопортовской толщи (гор. НП1—НП10) ограничен СТ от 51 до 70 °С. На Бованенковской площади породы средней юры прогреты на южном приподнятом куполе выше, чем на опущенном северном куполе (соответственно 91 — 103 °С и 88—100 °С). Значения СТ в кровле горизонта Ю6 средней юры достигают 100—116 °С.
Для оценки СТ в подошве осадочного чехла построена областная схема ССГ в интервале от подошвы мерзлоты до кровли горизонта Ю2. В пределах области величины ССГ изменяются от 3,0—3,5 до 4,0—4,2 °С/100 м с тенденцией к увеличению в северо-западном направлении. То же наблюдается и в локальном геотермическом поле. Например, в пределах Бованенковской площади на расстоянии 30—35 км ССГ увеличиваются от 3,57—3,70 до 4,00—4,25 °С/100 м по направлению к Харасавэю (рис. 6.6). Существование Харасавэйско-Крузенштернской термо(баро)аномалии, на наш взгляд, обусловлено как глубинными причинами (высокий уровень ПТП над интрузией (?) по фундаменту), так и местными внутричехольными, а именно, очень высокой общей глинистостью разреза юры-готерива и газонасыщенностью всех проницаемых песчано-алевролитовых горизонтов от сеномана до низов юры, а возможно, и доюрских образований, что резко увеличивает теплоизолирующие свойства разреза в целом. По сравнению с ССГ, частные термоградиенты в объеме нижне-среднеюрской продуктивной толщи существенно увеличиваются (в 1,1—1,3 раза), согласно и ранее установленной региональной тенденции для других областей провинции [46]. В силу невысокой разбуренности и изученности средних и особенно нижних, в т.ч. и базальных горизонтов юрского комплекса достаточно достоверные данные о ЧСГ в разрезе нижней-средней юры и СТ в кровле доюрских пород получены только для Новопортовской, Бованенковской, Арктической, Малыгинской и, вероятно, Харасавэйской площадей. По другим площадям значения СТ получены расчетным путем, по значениям ЧСГ и мощности нижне-среднеюрской толщи, поэтому уровень ошибки достигает по оценке авторов не менее ±10—15 %. СТ в подошве юры изменяются от 55—70 °С на юге и юго-западе области, вблизи от линии регионального выклинивания нижне-среднеюрских пород, до 75—80 °С в Новопортовской зоне, 130—165 °С на Нурминском мегавалу и до 180—210 °С в днищах северных впадин и прогибов и в Харасавэйско-Крузенштернской зоне. Можно предположить, с учетом установленных геолого-геотермических тенденций, что СТ в зонах губ и ближнего шельфа Карского моря достигают еще больших величин (до 200—250 °С). Этот очень высокий уровень прогрева нижней части осадочного чехла (юры и тем более доюрских осадочных образований — триаса и верхнего палеозоя) должен учитываться при прогнозе газо- и особенно нефтеносности глубокопогруженных горизонтов. Приводимые геотермические материалы в особых детальных комментариях не нуждаются... Результаты геотермических исследований необходимы при анализе влияния геотермического фактора на онтогенез УВ Ямальской области и при прогнозе газонефтеносности малоизученных зон.
